Исследователи из Калифорнийского политехнического университета (Cal Poly) обнаружили, что изменяющиеся во времени магнитные поля способны порождать принципиально новые формы квантовой материи, не существующие в статичных материалах. Работа под руководством лектора факультета физики Яна Пауэлла и студента Луиса Бухалтера опубликована в престижном журнале Physical Review B. Ученые продемонстрировали, что зависящие от времени магнитные поля могут генерировать квантовые состояния со свойствами, не имеющими аналогов в неизменных материалах.
Ключевой вывод исследования заключается в том, что полезные квантовые свойства зависят не только от состава материала, но и от того, как он «возбуждается» во времени. Периодическое изменение магнитного поля создает так называемые «управляемые квантовые фазы», которые невозможно получить в статике. Этот подход, известный как «инженерия Флоке», позволяет проектировать более стабильные квантовые системы, менее уязвимые к шумам и дефектам — именно эти помехи являются главным камнем преткновения для развития квантовых технологий.
Наиболее прямая прикладная ценность работы связана с квантовыми вычислениями и симуляцией. По словам Пауэлла, практическое влияние на такие области, как фармацевтика, финансы или аэрокосмическая промышленность, будет косвенным, но оно внесет вклад в долгосрочное создание более совершенных квантовых устройств. Следующие шаги включают экспериментальную проверку теории и адаптацию результатов для реальных квантовых платформ.
Исследователи также выявили математический организующий принцип, который отражает закономерности, встречающиеся в квантовых системах более высокой размерности. Это указывает на то, что относительно простые системы под воздействием изменяющихся условий могут открыть путь к изучению более сложной квантовой физики. Луис Бухалтер, планирующий продолжить обучение в магистратуре Вашингтонского университета, отмечает, что работа демонстрирует мощь инженерии Флоке и вдохновляет на дальнейшие исследования управляемой квантовой материи.
Источник: Scientists just created exotic new forms of matter that shouldn’t exist